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广西大学破解石墨烯制备难题 可大批量生产粉体材料

随着广西大学石墨烯粉体生产小试基地投入使用,广西在石墨烯制备技术上取得突破性进展。此基地采用的树脂裂解法,是世界上极少数能大批量生产粉体石墨烯的方法,这标志着石墨烯应用难题得到解决。尽管石墨烯在诸多领域有着巨大应用,但在此之前世界上几乎没有一种方法可以大批量生产石墨烯。国际知名电化学专家,广西大学可再生能源材料协同创新中心主任沈培康用近五年时间研究出了利用廉价的离子交换树脂,批量制备三维多级孔石墨烯材料的技术。

在广西大学石墨烯粉体生产小试基地,记者看到了制备三维石墨烯的设备。沈培康介绍,利用前期处理的自掺杂树脂材料,经过镍做低温石墨化催化剂,再用高温烧结炉烧结烘干以后,就成了目前可以看到的石墨烯粉体材料。过程非常简单,降低制造成本没有污染,这里面有可能有气体,所以我们把气体引出来,后面有个气体吸收系统,所以没有排放,没有污染。沈培康表示,三维石墨烯1L的重量不到100克,大多数结构为3-4层的石墨烯。而目前世界范围内能够生产的主要是二维石墨烯材料,其合成成本高、工艺复杂、污染大,合成的石墨烯通常受范德华力或悬键作用的影响易团聚成石墨片,所以市面上的二维石墨烯粉体材料实质上是石墨片而不是石墨烯。

现在这个东西是粉体它不团聚,你放到十天一百天一看就是这样,你如果把它悬浮在溶液里面它不会沉降的,证明他有一个保持独立的状态。成本大概几百块钱一公斤。现在市场上普遍2000块以上,那些石墨薄片就卖每公斤2000块以上。石墨烯三维化是突破二维石墨烯片应用瓶颈的关键技术。目前,小试基地可年产1.5吨粉体石墨烯,正在建设中的中试基地可年产15吨。我们现在(应用添加)用石墨烯是很少的,就是在(使用)1%以下,材料变轻一半,因为树脂跟钢铁比,起码一半。(应用三维石墨烯后)这个就是有机材料的车了,不是钢铁。可以非常轻,一个车厢两个人一抬就行了。

三维多级孔类石墨烯材料可广泛应用于燃料电池、二次电池和超级电容器等能源领域以及石墨烯高分子功能材料领域,应用领域包括电子、信息、航空航天、汽车工业等产业。

来源:新华网

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